Question

如圖所示電路中，電源電壓為8伏且不變，滑動變阻器R₂上標有“50Ω  1.5A”字樣，兩電表為學校實驗室常用電表．閉合電鍵S，移動滑片到某位置時，電壓表、電流表的示數分別為6伏和0.2安．求：
①滑動變阻器R₂接入電路的阻值；
②此時電流通過R₁消耗的電功率P₁；
③選擇合適量程，在移動滑動變阻器滑片的過程中，使兩電表都能達到滿刻度．
第一，請寫出兩電表所選的量程，并分別簡述理由；
第二，在圖（b）中標出電壓表示數最小時指針的位置．

Answer 1

分析：由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據歐姆定律求出滑動變阻器R₂接入電路的阻值；
（2）根據串聯電路的電壓特點求出R₁兩端的電壓，根據P=UI求出R₁消耗的電功率；
（3）第一、使兩電表都能達到滿刻度時，根據電源的電壓確定電壓表的量程；根據滑動變阻器允許通過的最大電流確定電流表的量程；
第二、當電流表的示數最大時，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據歐姆定律求出R₁兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電壓表的最小示數，然后標出指針的位置．

解答：解：由電路圖可知，定值電阻R₁與滑動變阻器R₂串聯，電壓表測R₂兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
①根據歐姆定律可得，滑動變阻器R₂接入電路的阻值：
R₂=

U2

I

=

6V

0.2A

=30Ω；
②∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴R₁兩端的電壓：
U₁=U-U₂=8V-6V=2V，
R₁消耗的電功率：
P₁=U₁I=2V×0.2A=0.4W；
③第一、在移動滑動變阻器滑片的過程中，使兩電表都能達到滿刻度，
∵滑動變阻器允許通過的最大電流為1.5A＜3A，
∴電流表選0～0.6A的量程，
∵電源電壓為8V＜15V，
∴電壓表選0～3V量程；
第二、當電流表的示數為0.6A時，滑動變阻器接入電路中的電阻最小，
R₁兩端的電壓：
U₁′=I′R₁=0.6A×10Ω=6V，
則電壓表的最小示數：
U_滑小=U-U₁′=8V-6V=2V，
指針的位置如下圖所示：

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是會根據滑動變阻器允許通過的最大電流確和電源的電壓確定兩電表的量程．